新型有机光电晶体管制备及性能研究

发布时间：2020-03-22 04:58

【摘要】：有机半导体材料由于柔韧性好、可溶液法加工的特点以及在大面积柔性电子电路中的潜在应用,备受广大电子学领域研究者的青睐。随着大量性能优异的有机半导体材料的不断涌现,以及器件制备技术的进步,有机电子器件开始朝着多元化、功能化的方向发展。近年来随着光电技术的飞速发展,以光电晶体管为代表的功能化半导体器件已经成为有机电子领域的热门方向。而当前报道的能够有效提高光电晶体管性能的有效方法较少,且受限于自身材料性质,本论文以活性层材料结构和器件结构两个的重要影响因素为研究起点,设计制备了具有高光响应度,宽光谱吸收的新型有机光电晶体管,并对其功能及应用进行了研究与探索。具体的研究工作主要包括以下两个方面;1.选用具有强分子间共轭堆积效应的傒酰亚胺类小分子材料,利用非溶剂生长法制备了纳米线溶液,并利用液-液界面相互作用使纳米线在气/液界面定向生长为局部排列有序的超分子纳米线薄膜,制备了具有高光响应度的傒酰亚胺纳米线薄膜光电晶体管。此外,通过界面修饰手段对器件性能进一步优化,使得基于纳米线薄膜活性层的场效应晶体管的最高迁移率高达4×10-4 cm2V-1s-1,表现出优异的电荷传输性质。同时得益于活性层材料有序的纳米线薄膜形貌及良好的光谱吸收性质,PTCDI-C8纳米线薄膜光电晶体管展现出超高的光电响应性质,光照电流/无光照电流最大值高达2.8×104,为有机半导体光电材料找到了新的应用出口。2.设计构建了一种新型悬浮栅结构器件,选用有机本体异质结作为吸光层,n型萘酰亚胺类小分子半导体作为电荷传输层,有效结合有机异质结优异的吸光性质和萘酰亚胺类小分子半导体优异的电荷传输性质,悬浮栅光电晶体管在32.4μW/cm2弱光下电流变化值最大为300 n A,光响应度高达4840 m A/W,表现出超灵敏光响应性质,并深入分析了其光电响应机制,系统探究了光吸收层材料、隔离层材料及成膜方式对光电晶体管场效应调控性质及光响应性质的影响,为构建新型高性能的光电晶体管提供了新策略。
【图文】：

第1 章 绪论膜制备技术（例如旋涂，卷对卷印刷，喷涂和刮涂（图 1.1a））将溶液在低温的环境条件下沉积在大面积的衬底上，将半导体材料的易加工性，易于集成性，与自身极好的光电性质有效结合，制备出宽光谱识别的光电探测器[21]。目前，基于有机光敏材料的光电探测器已经能够检测紫外到近红外的光谱范围，而且能够有效结合材料自身的可溶液加工性，制备大面积、可弯曲的柔性光电传感器，这也将大大促进有机光电探测器件在可穿戴设备和生物医学传感领域的蓬勃发展[22-25]。

是一种能够将光信号转换成易于检测的电信的光源信号功能的电子器件，目前已经在医探测等领域展现出广泛的应用前景[26-30]。特机光电晶体管，，如图 1.2 所示，除了由施加的光信号也被用作附加的控制端以产生传输载于场效应结构的光电晶体管通常比光电二极低的噪声电流。而且由于光电晶体管结构较子电路中，使其在单个器件中同时具备光探从威廉·肖克利于 1951 年将第一个光电晶体料的光电晶体管已经得到了很大的发展。而有机半导体材料的有机光电晶体管在过去的性能都可以与无机材料相媲美，而且它们能光电性质以实现检测不同性质、不同波长光源
【学位授予单位】：中国石油大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN386

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 JC Ferrer;A Garrigós;;改进光电晶体管线性运行的反馈电路[J];电子设计技术;2007年01期

2 王晓慧,李国辉,阎凤章;新结构多晶硅发射极光电晶体管[J];北京师范大学学报(自然科学版);1997年04期

3 吴茂林;;高灵敏度光电晶体管[J];电子技术;1987年03期

4 唐诗才;硅光电晶体管[J];半导体光电;1988年03期

5 ;下期内容预告[J];微电子学与计算机;1989年09期

6 J.Nishizawa ,T.Tamamushi ,K.Nonaka ,石广源;光触发静电感应可控硅和静电感应光电晶体管的功能集成[J];微电子学与计算机;1989年10期

7 行军;;不同条件下脉冲光电晶体管结构的工作特性[J];半导体情报;1971年03期

8 杜树成,于理科,姬成周,李国辉;全离子注入锗光电晶体管的研制[J];北京师范大学学报(自然科学版);2001年03期

9 郑云光,张培宁,郭维廉,李树荣,王海英;达林顿硅光电晶体管的光放大特性[J];半导体技术;1999年05期

10 阎凤章，李国辉，韩卫;穿通型光电晶体管的直流特性测试[J];北京师范大学学报(自然科学版);1994年02期

相关会议论文 前3条

1 曹阳;郭雪峰;;基于石墨烯纳米电极的高性能光电晶体管研究[A];中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集[C];2012年

2 ;瑞士科学家开发出首个石墨烯-钙钛矿杂化光电晶体管[A];中国金属学会炭素材料分会第二十九届学术交流会论文集[C];2015年

3 毕胜;李奇昆;江诚鸣;;逆结构OLED栅极控制纳米线阵列通道的高性能双压电集成光电晶体管[A];第二十届全国光散射学术会议（CNCLS 20）论文摘要集[C];2019年

相关重要报纸文章 前4条

1 华崇良 摘译;安全、轻便的无线开关[N];电子报;2009年

2 新新;瑞士科学家开发出首个石墨烯—钙钛矿杂化光电晶体管[N];中国有色金属报;2015年

3 湖北 朱少华 编译;用反馈电路改善光敏三极晶体管的线性性能[N];电子报;2015年

4 英国《经济学人》;光计算:可观的未来[N];世界报;2010年

相关博士学位论文 前3条

1 张海婷;基于量子点的垂直场效应光电晶体管的研究[D];天津大学;2017年

2 刘欣;电源管理芯片的分析与设计[D];吉林大学;2009年

3 冯伟;硒化铟纳米薄膜的制备及其电学和光电性能研究[D];哈尔滨工业大学;2017年

相关硕士学位论文 前8条

1 孙素;新型有机光电晶体管制备及性能研究[D];中国石油大学(北京);2018年

2 薛战;化学修饰与物理共混协同作用制备高响应聚合物光电晶体管[D];合肥工业大学;2018年

3 朱敏;基于光电二极管和光电晶体管探测器的仿真研究[D];苏州大学;2017年

4 丁传鹏;新型穿通增强型硅光电晶体管的研究与设计[D];吉林大学;2013年

5 陈琛;高性能有机及有机复合光电晶体管的溶液法制备[D];浙江大学;2017年

6 李俊峰;集成穿通基区硅光电晶体管读出电路的分析与设计[D];吉林大学;2007年

7 周泉;具有高响应率宽响应范围的硅光电晶体管的设计与研究[D];吉林大学;2010年

8 梁爽;基于双直流电机控制的电脑鼠系统研究[D];吉林大学;2015年

本文编号：2594522